作品包括：

Word设计说明书1份，约15000字

任务书一份

开题报告一份

CAD版本图纸，共3张

摘要

目前，我国的煤炭、粮食、矿石、石油、钢材等大型物资大都数采用火车运输。货运火车运行的动力由火车牵引车提供，提高火车牵引车的工作效率，通常到达指定地点，火车牵引车与火车分离。火车牵引车的最大的牵引力取决于火车牵引车的自重以及牵引车车轮与钢轨的摩擦系数。而本课题所设计的火车牵引车主要针对牵引装置和车架结构进行改进，通过在横梁上设置牵引装置，利用牵引装置实现火车牵引车运动，增大火车车轮与轨道间的摩擦力，减小牵引车本身的负重需求。另外可以通过设置牵引装置夹紧力的大小，来满足不同情况下火车牵引车牵引的需求，达到合理利用能源的目的。另外我们可以通过多台牵引车的连接，来实现更大负载的牵引。论文的主要设计的内容和过程包括：

1）确定火车牵引车的工作原理，总体结构型式，作业流程，牵引能力的计算；

2）确定驱动机构型式，完成驱动功率计算，选择驱动机构驱动装置，如电动机、减速器、联轴器、制动器型号选择；

3）确定车架金属结构型式，利用ANSYS软件完成车架金属结构分析计算；

4）完成驱动机构、车架金属结构的施工设计及SolidWorks三维仿真建模；

5) 利用ADAMS软件完成牵引车的运动学仿真。

本文对15t低速重载火车牵引车进行设计，在传统的火车机车上进行改进和创新，采用一种添加牵引装置来增大牵引力的方式，为这种火车牵引车的运行提供理论基础。同时对牵引驱动装置进行设计和探讨，促进这种方式的火车牵引车的实际推广应用。

关键词：牵引装置；牵引力；驱动机构；ANSYS、SolidWorks三维仿真；运动学仿真

目录

第1章绪论    1

1.1 课题研究的背景、目的    1

1.2国内外研究的现状    2

1.3 本文完成的工作及意义    3

第2章火车牵引车总体设计    5

2.1火车牵引车的工作原理    5

2.1.1火车牵引车牵引力的形成    5

2.1.2 黏着牵引力及其系数的计算    5

2.1.3 牵引车的工作原理    6

2.2 火车牵引能力的计算    6

2.2.1  黏着力计算    6

2.2.2 阻力计算    7

2.2.3 牵引功率的计算    8

2.3 火车牵引车的总体布置    8

2.3.1机车车辆限界    8

2.3.2机车总体设计原则及设备布置要求    8

2.3.3 火车牵引车设备布置    9

2.4火车牵引车车体车架    10

2.4.1车体车架的组成、作用及要求    10

2.4.2 车体的结构型式及总装技术要求    10

2.4.3火车牵引车车体钢结构    11

2.4.3.1 底架    11

2.5 轮对    13

2.6牵引车的作业流程    14

第3章火车牵引车驱动机构设计    15

3.1 驱动机构    15

3.2电动机减速器的选取    15

3.2.1电动机功率计算    15

3.2.2电动机减速器的选取    15

3.2.3齿轮传动装置    16

3.3齿轮联轴器的选取    17

3.4制动器选取    17

3.4.1基础制动装置    17

第4章火车牵引车的运动    20

4.1牵引装置的设计    20

4.1.1 牵引装置的构造    20

4.1.2 伸缩装置    20

4.1.3 牵引装置的安装    20

4.2火车牵引车运动过程分析    20

第5章车架金属结构的ANSYS分析    22

5.1 ANSYS Workbench 概述    22

5.2 ANSYS Workbench 车架分析过程    22

5.2.1 车架模型的建立    22

5.2.2 分析项目的创建    22

5.2.3 定义材料数据    23

5.2.4 添加几何模型    23

5.2.5 建立加载力的点    24

5.2.6划分网格    25

5.2.7施加约束和集中力    26

5.2.8 求解    27

第6章三维仿真建模和运动学仿真    29

6.1三维仿真建模    29

6.1.1 SolidWorks介绍    29

6.1.2 驱动机构三维仿真建模    29

6.1.3车架金属结构三维仿真建模    30

6.2运动学仿真    30

第7章全文总结    31

7.1 全文概述    31

7.2经济环保性探究    31

参考文献    32

致谢    33

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